ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Технология получения L-триптофана микробиологическим синтезом из "Микробиологическое производство биологически активных веществ и препаратов" Его содержание в растительных белках невелико. Хотя потребность в нем значительно ниже, чем в лизине и глутаминовой кислоте, тем не менее в виде кормовой добавки он обеспечивает полноценность рационов сельскохозяйственных животных. Кроме того, высокоочищенные препараты -триптофана с содержанием основного вещества не менее 99% нашли применение в медицине в производстве компонентов лечебного питания и в различных биохимических исследованиях. [c.46] Разработке промышленных способов производства L-триптофана как незаменимой аминокислоты в СССР уделяется большое внимание. Разработаны и освоены технологии получения L тpиптoфaнa с различной степенью его очистки, предназначенные для использования в медицине, сельском хозяйстве и практике научных исследований. Промышленные способы микробиологического производства состоят в проведении процесса биосинтеза как с помощью бактериальных штаммов-мутантов, недостаточных по тирозину и фенилаланину, так и путем трансформации различных предшественников в L-триптофан под действием ферментных систем некоторых дрожжей. [c.46] Одноступенчатый способ биосинтеза Ь-триптофана. Его основные стадии — культивирование исходного штамма продуцента, выделение и очистка полученного триптофана, производство на его основе кормовых и высокоочищенных препаратов — практически те же самые, что и для микробиологического производства -лизина. Поэтому рассмотрим только некоторые особенности проведения основных технологических операций. [c.47] Кормовой концентрат триптофана (ККТ) можно получать без отделения биомассы продуцента путем вакуум-упаривания культуральной жидкости до 30—40%-ного содержания сухих веществ с последующим высушиванием на распылительной сушилке при температуре входящего теплоносителя ПО—120°С. [c.47] По такой схеме получают технический препарат триптофана. Выход по целевому продукту — около 45% от его содержания в культуральной жидкости. [c.48] При получении высокоочищенного препарата триптофана с содержанием основного вещества 99% промытые этанолом кристаллы растворяют и перекристаллизовывают из 65%-ного водного этанола или из 60%-ного водного изопропанола. Маточный раствор возвращают на вакуум-выпарку, а полученные кристаллы высушивают в вакууме при 60°С. [c.48] Отходы при производстве очищенных препаратов триптофана, такие, как биомасса продуцента, маточные растворы со стадий кристаллизации, содержащие значительное количество триптофана, могут быть объединены с исходной культуральной жидкостью для получения кормового концентрата. [c.48] Двуступенчатый способ биосинтеза L-триптофана. Он предполагает на первом этапе размножение в асептических условиях штамма дрожжей С. utilis по традиционной схеме от пробирок до основного ферментатора с целью накопления максимально возможного количества биомассы используемого микроорганизма, а на втором — проведение в том же биореакторе трансформации предшественника с помощью накопленной биомассы. [c.48] Выращенную биомассу, содержащую 3—5 г дрожжей в 1 л среды, употребляют для засева производственных ферментеров. [c.48] Производственная питательная среда имеет тот же качественный и количественный состав основных компонентов, что и для получения посевного материала, кроме мелассы, концентрацию последней снижают до 6,2%. На первом этапе культивирования в течение первых 24 ч дрожжи выращивают при интенсивной аэрации, подавая не менее 7 г Ог/(л-ч) с применением синтетического пеногасителя. На втором этапе (после 24 ч роста) в культуральную жидкость небольшими порциями вносят 5%-ный спиртовой раствор антраниловой кислоты и 50%-ный раствор мочевины. Уровень аэрации снижают вдвое — до 3 г Ог/(л-ч). [c.48] Традиционные представления об антибиотиках, или антибиотических веществах, связаны с их широким применением в современной медицине и ветеринарии. Некоторые антибиотические препараты применяют как стимуляторы роста животных, в борьбе с болезнями растений, при консервировании пищевых продуктов и в научных исследованиях (в области биохимии, молекулярной биологии, генетике, онкологии). [c.50] Современное определение термина антибиотик принадлежит М. М. Шемякину и А. С. Хохлову (1961), которые предложили считать антибиотическими веществами все продукты обмена любых организмов, способные избирательно убивать или подавлять рост и развитие микроорганизмов (бактерии, грибы, вирусы и др.), а также некоторых злокачественных новообразований. [c.50] Полностью химическая структура установлена для одной трети известных антибиотиков и только половина из них может быть получена химическим путем. Поэтому микробиологический способ получения антибиотических средств очень актуален. [c.50] Несмотря на интенсивное изучение механизма действия различных антибиотиков, далеко не полностью выявлено их влияние на обмен веществ даже в клетках бактерий, которые являются основными объектами исследования. [c.51] В настоящее время описано более 3000 антибиотиков, но только 150 из них нашли практическое применение. Ниже будет рассмотрена технология производства тех из них, которые относятся к продуктам метаболизма микроорганизмов и нашли применение в сельском хозяйстве в виде соответствующих добавок к кормам (кормовые антибиотики) и в качестве средств защиты растений. [c.51] В течение многих лет антибиотики используют как стимуляторы роста сельскохозяйственных животных и птицы, как средства борьбы с заболеваниями растений и посторонней микрофлорой в ряде бродильных производств, как консерванты пищевых продуктов. Их применение в сельском хозяйстве приводит к снижению заболеваемости и смертности, прежде всего молодняка, и к ускорению роста и развитию животных и птицы, способствует сокращению количества потребляемых кормов в среднем на 5—10%. При применении антибиотиков в свиноводстве от каждой 1000 свиней дополнительно получают 100—120 ц мяса, от 1000 кур-несушек — до 15 тыс. яиц в год. [c.51] Механизм стимулирующего действия антибиотических веществ также нельзя считать полностью выясненным. Видимо, стимулирующий эффект воздействия низких концентраций антибиотиков на организм животного связан, в основном, с двумя факторами воздействием на микрофлору кишечника или непосредственным влиянием на организм животного. В первом случае антибиотики способствуют увеличению числа полезных микроорганизмов, синтезирующих витамины и преобладающих над патогенными формами. Они снижают число вредных для организма животного, микробов, использующих биологически активные вещества и образующих токсины, имеющие патогенные или условно патогенные формы. Антибиотики оказывают влияние на микроорганизмы, присутствующие в кишечнике, способствуя созданию устойчивых штаммов, менее вредных для животного, изменяют метаболизм присутствующих микробов. Они вызывают перемещение микроорганизмов в кишечнике животного под их влиянием наблюдается снижение субклинических инфекций, часто замедляющих развитие молодняка, снижение pH содержимого кишечника, уменьшение поверхностного натяжения клеток организма, что способствует ускорению их деления. [c.51] Кормовые антибиотики применяют в виде неочищенных препаратов, которые представляют собой высушенную биомассу продуцента, содержащую помимо антибиотика аминокислоты, ферменты, витамины группы В и другие биологически активные вещества. Получаемые препараты стандартизуют по активности или количеству входящего в их состав основного вещества, учитывая или не учитывая присутствие в нем витамина В12. Все производимые кормовые антибиотики а) не используются в терапевтических целях и не вызывают перекрестной резистенции бактерий к антибиотикам, применяемым в медицине б) практически не всасываются в кровь из пищевого тракта в) не меняют своей стуктуры в организме г) не обладают антигенной природой, способствующей возникновению аллергии. [c.52] При длительном применении одного и того же препарата существует опасность возникновения антибиотикоустойчивых микроорганизмов. Для ее предупреждения периодически меняют используемые антибиотические вещества или применяют смесь антибиотиков, позволяющую поддерживать первоначально достигнутый эффект на необходимом уровне. [c.52] Вернуться к основной статье